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农用车的磨损机理与预防措施
2007-6-12


  随着农业技术的飞速发展,农用车的数量迅猛增加。然而,农用车在使用过程中,其技术状况将随着行驶里程的增加而逐渐恶化,使农用车的操作性、动力性、经济性变差,甚至出现故障。其主要原因就是磨损。磨损形式主要有摩擦磨损、磨料磨损、抓粘磨损、腐蚀磨损、微动磨损等。磨损是不可避免的,如果掌握了磨损的规律,就可以采用有效的措施,减缓磨损的速度,延长农用车的使用寿命。下面就从这五个方面分析一下磨损的机理、危害及预防措施。
  一、摩擦磨损
  什么是摩擦磨损?在农用车上有许多相对运动的部件,如:缸筒与活塞、曲轴与轴承等等,这些相对运动表面之间由于接触和相互之间的压力而产生摩擦,摩擦使零部件表面的微小凸起部分磨掉脱落,使零件的几何形状、尺寸和表面质量逐渐发生变化,这就是摩擦磨损。
  磨损速度的快慢主要取决于两运动表面之间的摩擦力,摩擦力越大磨损速度越快,而摩擦力的大小取决于垂直摩擦表面的压力和摩擦系数。摩擦系数的大小跟润滑程度有关:①若两表面没有润滑,则为干摩擦,干摩擦不可避免地要产生磨损,是摩擦磨损的根本原因。②若摩擦表面被一定厚度的润滑油膜完全分开,则为液体摩擦,由于两摩擦表面不直接接触,摩擦发生在润滑油分子之间,因此摩擦系数很低,可有效地降低磨损。③若两摩擦表面被极薄的油膜分开则构成边界摩擦,边界摩擦相对于干摩擦而言摩擦系数较低,能减轻零件的磨损,适用于常温、低速、轻载工作条件下的摩擦表面,但温度升高和润滑油被氧化的情况下,将会使润滑失效。这时,接触表面的边界摩擦将转化为干摩擦,从而增加磨损。
  在启动过程中发动机的摩擦磨损较大,根据资料表明,启动时所造成的磨损量约占总磨损量的50~60%,这是由于启动时润滑油不能及时进入需要润滑的部位,摩擦表面缺油而形成干摩擦,从而产生剧烈磨损。为了减少启动时的磨损,启动时应注意以下几点:
  (1)启动前最好用摇把摇转曲轴数十转,对停放时间较长的农用车更应如此,使润滑油流到润滑表面,以减少磨损。
  (2)发动机在未充分预热前不应供给燃油,以免冲刷气缸稀释润滑油。
  (3)启动时油门不宜于过大,以免空转转速过高,而润滑油还没有到达润滑部位,加剧发动机的磨损。
  二、磨料磨损
  零件的摩擦表面与磨料摩擦,使材料的微粒从零件表面脱落的现象称为磨料磨损,它是农用车在使用中最常遇到的危害较大的一种磨损形式。它是农用车在使用中最常遇到的危害较大的一种磨损形式。磨料主要来源于灰尘中的砂粒(其主要成分是二氧化硅和氧化铝),金属摩擦后的铁屑,未完全燃烧的积炭以及润滑油中的杂质等。这些磨料虽然粒度较小,但数量多,硬度极高,大大超过金属的硬度,这些磨料进入摩擦后,象许多极小的尖刀切削着零件,破坏配合表面和零件间的润滑油层,以致在零件表面拉出沟痕。如发动机油底壳中的润滑油,若长时间使用而没有及时更换,机油中的杂质越来越多,大量的磨料随润滑油进入摩擦表面,造成磨损加剧,同时会使油温升高,润滑油变稀,油压下降,出现一些零件卡滞等现象。
  减少磨料磨损的措施主要是阻止磨料进入摩擦副之间。对于发动机来说,磨料进入的途径有:零件表面磨损产生的金属磨屑和腐蚀产物,随着进气行程进入压缩系统,随着润滑油进入燃油系统,另外还有机器装配和维修时未清除干净的金属屑和砂粒等。因此在使用中应注意以下几点:
  (1)加强滤清装置的保养。空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器,通称“三滤”,是阻留杂质、减少机件产生磨料磨损的关口,必须严格按保养中规定的要求进行清洗更换滤芯。农用车在多灰尘的地区工作时,应增加空气滤清器的保养次数。燃油、机油的纸质滤芯应及时更换,确保有良好的过滤功能。
  (2)机油的添加和定期更换。发动机的机油在使用中除了不应有滴漏损失外,按规定允许微量消耗一部分,但最多不得超过5g/ps·h。因此每次启动前进行检查,必要时按油尺的刻度补足。当发动机中润滑油稀释、变质、杂质增多时应及时更换,同时清洗润滑油和更换滤芯。加入新机油时,要注意加油口和注油用具的清洁。
  (3)保养维修农用车时,应选择环境清洁整齐,空气中含尘量小和地面没有尘土的地方,装配前一定要将零件清洗干净,特别注意清除油道和拐角处的杂质。
  (4)经常检查各接合面,管路接头是否松动,清除机器上的油污泥土,保持机器的清洁。
  三、抓粘磨损
  抓粘磨损是最危险的磨损形式。它常发生在高速重载和缺油条件下工作的配合表面。配合件在摩擦过程中,两接触面的某些接触部分出现金属间粘连,强度较小的金属零件粘结到另一个零件表面上,这种现象称为抓粘磨损。当两摩擦表面只在一些点接触时,接触点的压力很大,接触点表面将产生塑性变形,导致金属表面膜破裂,两摩擦表面的纯情净金属直接接触,接触点上产生固相焊合——粘着。当摩擦表面相对滑动时,粘着点被剪切,当粘着点的剪切强度大于摩擦表面材料的强度或硬度时,会使摩擦表面撕裂连锁进行,表面强烈地磨损,甚至零件无法相对滑动而造成“咬死”。
  抓粘磨损一旦发生,损害的后果也是严重的,如发动机中铝合金活塞和气缸套由于装配或使用不当出现的拉缸粘缸,曲轴和轴瓦由于缺油造成抱轴,都会导致停车大修。为减少抓粘磨损的发生,在使用中应注意:
  (1)控制农用车的负载、行驶速度、工作温度。超载和超速会使发动机长时间超负荷工作,导致发动机工作温度升高,润滑油粘度下降,润滑性能变差,高温也会导致冷却水消耗过大。正常的工况有利于减少零件的粘合擦伤。
  (2)合理选择润滑油、润滑脂,对严酷条件下工作的零件,要选用质量好有极好抗磨性能的润滑油,行驶中还要经常检查机油的压力,保证润滑油的供应不能中断。
  四、腐蚀磨损
  若摩擦表面暴露在腐蚀性气体或液体环境中,相互运动时,摩擦表面与腐蚀介质发生化学反应或电化反应,生成新的物质,这些物质在摩擦过程中被磨掉的现象称为腐蚀磨损。即摩擦过程中伴随有腐蚀过程,腐蚀和磨损同时发生。腐蚀使材料变质、变脆,摩擦使腐蚀层很快磨掉脱落,暴露新的材料表面,新表面又腐蚀,如此不断地腐蚀和磨损,摩擦表面的损坏速度很快。
  柴油机气缸的低温腐蚀磨损是典弄的例子。柴油在气缸中燃烧后其燃烧产物有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、水蒸气,另外还有少量的二氧化碳、三氧化硫,当发动机低温工作时,气缸壁温度低于70℃时,水蒸气在气缸壁凝结成水,并与上述气体结合成本性物质,腐蚀气缸壁,造成腐蚀磨损,使气缸壁的磨损速度大大提高。为防止腐蚀磨损,在使用中应注意:
  (1)避免发动机长时间怠速低温运转,当需要较长时间停车时,应将发动机熄火。
  (2)冬季可采用保暖措施,昼缩预热时间,预热到发动机水温达40℃再启动,正常工作时水温保持在70~90℃范围内。
  五、微动磨损
  在配合件接触表面之间没有宏观运动,但在外界变动载荷作用下却有小振幅(振幅小于100微米)的相对振动,在这种情况下表面之间产生磨损现象称为微动磨损。如农用车上的键和螺栓连接件,很高的接触压力使配合表面微观凸起部分产生塑性变形,并发生金属的粘着,在外界小振幅的反复振动作用下,将粘着点的金属剪切、脱落,被剪掉切掉的金属微粒在静配合表面中不易排出,从而加速了微动磨损。这样不仅使连接件松动,而且可以引起应力集中,导致零件的断裂。因此,在使用中应注意:
  (1)采用弹性垫片以消除或减小接触面之间的相对运动。
  (2)采用固体润滑剂(如MoS2)对防止微动磨损有较好的效果。
  以上分析了农用车在使用过程中常见的磨损形式,此外还有零件的疲劳磨损等,这些磨损都会使零件产生缺陷,导致技术状况下降,使用寿命降低。磨损虽然是不可避免的,但只要我们认清了它的危害,掌握了它的机理,在使用中认真做好预防维护,就可以减缓磨损的速度,延长农用车的使用寿命。

作者/出处:农博网 阅读次数 [6727]

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